vallend voorwerp en kracht

[Michel Uphoff]

Als het gehard staal op gehard staal is, en er is geen sprake van buiging van de ondergrond, of breuk, dan is de remweg waarschijnlijk veel kleiner.

Bij 1 mm remweg is de kracht weer 10 keer zo groot.

[Flisk]

De vervorming van het voorwerp, maar ook de vervorming van het oppervlak waarop het valt. Je kan je ook voorstellen dat wanneer de kracht te groot wordt, je voorwerp breekt/scheurt/uiteenspat. Het kan ook gebeuren dat het oppervlak scheurt/buigt of er een krater ontstaat. Hierbij vervormt er materiaal, dus voor 'zware' botsingen klopt die formule niet meer. Want als materiaal vervormt, gaat er energie verloren.

[blaft]

Als ik het goed begrijp kan je het bijna alleen maar proefondervindelijk vaststellen met bv een dynamometer.

[Flisk]

Inderdaad, proefondervindelijk is zo goed als de enige optie. Dit wordt vrijwel niet gedaan met een dynamometer, eerder met een high speed camera. Zelf heb ik het al zien gebeuren op de universiteit, ze lieten dan een object vallen van een bepaalde hoogte met een camera erop gericht. Zo krijg je afstand i.f.v. tijd. Integreer dit tweemaal numeriek en je krijgt de versnelling. Uit F=m.a kan je dan je kracht op elk tijdstip berekenen (massa is constant en versnelling krijg je uit de beelden).

[Herman66]

Maar in dit geval een kort maar krachtig antwoord:

Vallend krijgt je lichaam bewegingsenergie.

Hoeveel hangt af van je massa en de hoogte van waar je valt,

ruwweg Energie in joule = 10 x je massa in kg x de valhoogte in meters.

Hoe zit dat bij neerslag? Komt er energie vrij als bijvoorbeeld regen of hagel de grond raakt.

[Michel Uphoff]

Komt er energie vrij als bijvoorbeeld regen of hagel de grond raakt.

Ja, genoemde formule is ook hier van toepassing. Natuurlijk is het maar weinig energie bij kleine druppels of hagelkorrels, maar grotere hagelstenen kunnen behoorlijk destructief zijn.

naamloos 929 keer bekeken

[blaft]

Allen bedankt voor jullie antwoorden.

[Flisk]

Ja, genoemde formule is ook hier van toepassing.

Dit klopt wel niet helemaal. Regen en (kleinere) hagel komt van heel hoog en bereikt lang voordat het de grond raakt een eindsnelheid (als gevolg van luchtweerstand). Je kan die formule dus niet gebruiken want daar staat een valhoogte in die dan niet van toepassing is. De formule is enkel geldig voor zware voorwerpen die vallen vanaf een relatief kleine hoogte.

" Energie in joule = 10 x je massa in kg x de valhoogte in meters."

Hoe zit dat bij neerslag? Komt er energie vrij als bijvoorbeeld regen of hagel de grond raakt.

[Michel Uphoff]

Als je rekening houdt met de luchtweerstand heb je natuurlijk helemaal gelijk.

Dan gaat de terminal verlocity een rol spelen, en die is voor kleine regendruppels lager dan voor bijvoorbeeld grote hagelstenen.

[Anton_v_U]

De remweg is in deze dan de vervorming van het voorwerp wat heel weinig zal zijn. De uitkomst is dan een nog grotere kracht veronderstel ik?

right, + de vervorming van de ondergrond.
 
De remweg is gelijk aan delta x (waar $%^# is die symbool-functie gebleven?) we nemen aan dat het voorwerp eenparig vertraagt. De gemiddelde snelheid tijdens het afremmen is 1/2 v. Bepaal hieruit de remtijd (die zal kort zijn). Daaruit volgt de vertraging (delta v / delta t). Uit de massa en de vertraging volgt de kracht. En die is heel groot bij een kleine remweg. Als die te groot is valt het voorwerp kapot zoals we ook in de praktijk weten.

[Herman66]

Maar in dit geval een kort maar krachtig antwoord:
Vallend krijgt je lichaam bewegingsenergie.
Hoeveel hangt af van je massa en de hoogte van waar je valt,
ruwweg Energie in joule = 10 x je massa in kg x de valhoogte in meters.
 
 
Hoe bereken je de bewegingsenergie van de aarde, want heb daarvoor geen valhoogte?

[Jan van de Velde]

Het is zinloos om naar DE bewegingsenergie van iets te vragen, want omdat beweging (snelheid) relatief is is bewegingsenergie dat ook. Als er een kogel op je wordt afgeschoten die met een snelheid van 500 m/s op je afkomt dan heb je een ernstig probleem. Maar als jij met een snelheid van 499 m/s voor die kogel uitrent raakt die kogel jou met een snelheid van slechts 1 m/s, en voel je nauwelijks dat je geraakt wordt. 
 
Als een voorwerp valt, is het eigenlijk zo dat aarde en voorwerp naar elkaar toevallen. Omdat de aarde zo gigantisch veel meer weegt dan elk denkbaar voorwerp komt de aarde echter niet meetbaar in beweging. 
In die formule Ez = m·h·Δh gaan we er van uit dat het voorwerp beweegt in een statisch zwaartekrachtveld. M.a.w. dat de aarde niet in beweging komt. En dan meten we de snelheid dus ook relatief aan de aarde. 

[Herman66]

Even valhoogte en kracht vergeten. Wat is de bewegingsenergie van de Aarde of van Mars. Ze zijn voortdurend in een enorme val. Hoe bereken je dat?

[Michel Uphoff]

Wat is de bewegingsenergie van de Aarde of van Mars.

 
Ten opzicht waarvan? Zoals Jan al uitlegde is snelheid altijd relatief, dus ten opzichte van iets anders.
Als we bijvoorbeeld de baansnelheid rond de Zon nemen, dan is de snelheid van de Aarde zo'n 30.000 m/s.

Maar kijken we naar de snelheid van de Aarde tov een andere planeet of een ster of meteoriet, dan komen er heel andere snelheden uitrollen. De Aarde draait samen met de Zon bijvoorbeeld met een snelheid van meer dan 250.000 m/s rond het centrum van de Melkweg.
De algemene formule voor bewegingsenergie (uitgedrukt in Joule) is de halve massa maal de snelheid in het kwadraat (0.5mv²). De Aarde heeft in haar baan om de Zon dan een bewegingsenergie van 0,5m * 900 miljoen en om het Melkwegcentrum een bewegingsenergie van 0.5m * 62.500 miljoen, dus 70 keer zo veel. De massa m van de Aarde is overigens 5,972.10²⁴ kg.
 
De bewegingsenergie bestaat dus niet.

[Herman66]

"Als er een kogel op je wordt afgeschoten die met een snelheid van 500 m/s op je afkomt dan heb je een ernstig probleem. Maar als jij met een snelheid van 499 m/s voor die kogel uitrent raakt die kogel jou met een snelheid van slechts 1 m/s, en voel je nauwelijks dat je geraakt wordt."
 
Dat komt door de massa van de kogel tov mijn massa. Maar als een voorwerp van ongeveer 85 kg mij op die snelheid inhaalt word ik volledig uit mijn baan geslingerd.